题目内容
高氯酸铵(NH4ClO4)是复合火箭推进剂的重要成分,实验室可通过下列反应制取
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(1)若NH4Cl用氨气和浓盐酸代替,上述反应不需要外界供热就能进行,其原因是 。
(2)反应得到的混合溶液中NH4ClO4和NaCl的质量分数分别为0.30和0.l5(相关物质的溶解度曲线见图9)。从混合溶液中获得较多NH4ClO4晶体的实验操作依次为(填操作名称) 、干燥。
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(3)样品中NH4ClO4的含量可用蒸馏法进行测定,蒸馏装置如图10所示(加热和仪器固定装置已略去),实验步骤如下:
步骤1:按图10所示组装仪器,检查装置气密性。
步骤2:准确称取样品a g(约0.5g)于蒸馏烧瓶中,加入约150mL水溶解。
步骤3:准确量取40.00mL约0.1 mol·L-1H2SO4 溶解于锥形瓶中。
步骤4:经滴液漏斗向蒸馏瓶中加入20mL3 mol·L-1NaOH 溶液。
步骤5:加热蒸馏至蒸馏烧瓶中剩余约100mL溶液。
步骤6:用新煮沸过的水冲洗冷凝装置2~3次,洗涤液并入锥形瓶中。
步骤7:向锥形瓶中加入酸碱指示剂,用c mol·L-1NaOH标准溶液滴定至终点,消耗NaOH标准溶液V1mL。
步骤8.将实验步骤1~7重复2次
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①步骤3中,准确量取40.00mlH2SO4 溶液的玻璃仪器是 。
②步骤1~7中确保生成的氨被稀硫酸完全吸收的实验是 (填写步骤号)。
③为获得样品中NH4ClO4 的含量,还需补充的实验是 。
【分析】本题以复合火箭推进剂的重要成分制取和分析为背景的综合实验题,涉及理论分析、阅读理解、读图看图、沉淀制备、沉淀洗涤、含量测定等多方面内容,考查学生对综合实验处理能力。
【备考提示】实验的基本操作、实验仪器的选择、实验误差分析、物质的除杂和检验等内容依然是高三复习的重点,也是我们能力培养的重要目标之一。
【答案】(1)氨气与浓盐酸反应放出热量
(2)蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,冰水洗涤
(3)①酸式滴定管
②1、5、6
③用NaOH标准溶液标定H2SO4溶液的浓度(或不加高氯酸铵样品,保持其他条件相同,进行蒸馏和滴定实验)
柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:FeSO4+Na2CO3=FeCO3↓+Na2SO4 FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+CO2↑+H2O 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
| 金属离子 | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
| Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
| Al3+ | 3.0 | 5.0 |
| Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
(1)制备FeCO3时,选用的加料方式是 (填字母),原因是
。
a.将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中
b.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中
c.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中
(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是
。
(3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,80℃下搅拌反应。①铁粉的作用是 。②反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法是 。
(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是
。
(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发,先制备绿矾,再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应,
,得到FeSO4溶液,
,得到FeSO4·7H2O晶
体。
向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作,结论正确的是
| 操作 | 现象 | 结论 | |
| A | 滴加BaCl2溶液 | 生成白色沉淀 | 原溶液中有SO42- |
| B | 滴加氯水和CCl4,振荡、静置 | 下层溶液显紫色 | 原溶液中有I- |
| C | 用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应 | 火焰呈黄色 | 原溶液中有Na+,无K+ |
| D | 滴加稀NaOH溶液,将湿润红 | 试纸不变蓝 | 原溶液中无NH4+ |
如何防止铁的腐蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素,某同学做了如下探究实验:
| 序号 | 内容 | 实验现象 |
| 1 | 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月 | 干燥的铁丝表面依然光亮 |
| 2 | 常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时 | 铁丝表面依然光亮 |
| 3 | 常温下将铁丝放在潮湿空气中一个月 | 铁丝表面已变得灰暗 |
| 4 | 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时 | 铁丝表面略显灰暗 |
| 5 | 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 | 铁丝表面已变得灰暗 |
| 6 | 将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 | 铁丝表面灰暗程度比实验5严重 |
回答以下问题:
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)_______________;在电化学腐蚀中,负极反应是_______________;正极反应是_______________;
(2)由该实验可知,可以影响铁锈蚀速率的因素是_______________;
(3)为防止铁的锈蚀,工业上普遍采用的方法是_______________(答两种方法)。
根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据,实验室制备纯碱Na
2CO3的主要步骤是:将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热,控制温度在30~35℃,搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕后,继续保温30分钟,静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质,抽干后,转入蒸发皿中,灼烧2小时,制得Na2CO3固体。
四种盐在不同温度下的溶解度(g/100g水)表
| 0℃ | 10℃ | 20℃ | 30℃ | 40℃ | 50℃ | 60℃ | 100℃ | |
| NaCl | 35.7 | 35.8 | 36.0 | 36.3 | 36.6 | 37.0 | 37.3 | 39.8 |
| NH4HCO3 | 11.9 | 15.8 | 21.0 | 27.0 | -① | - | - | - |
| NaHCO3 | 6.9 | 8.1 | 9.6 | 11.1 | 12.7 | 14.5 | 16.4 | - |
| NH4Cl | 29.4 | 33.3 | 37.2 | 41.4 | 45.8 | 50.4 | 55.3 | 77.3 |
①>35℃NH4HCO3会有分解
请回答:
(1)反应温度控制在30~35℃,是因为若高于35℃,则 ,若低于30℃,则 ;为控制此温度范围,采取的加热方法为 。
(2)加料完毕后,继续保温30分钟,目的是 。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是 。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去 杂质(以化学式表示)。
(3)过滤所得的母液中含有 (以化学式表示),需加入 ,并作进一步处理,使NaCl溶液循环使用,同时可回收NH4Cl。
(4)测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是:准确称取纯碱样品W g,放入锥形瓶中加蒸馏水溶解,加1~2滴酚酞指示剂,用物质的量浓度为c(mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色(指示CO32-+H+==HCO3-反应的终点),所用HCl溶液体积为V1 mL,再加1~2滴甲基橙指示剂,继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙,所用HCl溶液总体积为V2 mL。
写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式:NaHCO3(%)=